污泥与醋糟共热解特性及协同作用研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cloud0906
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
污泥热解是一种具有减量化、无害化、资源化等优点的热处理方法。由于污泥自身的低挥发分、高灰分和低热值等不利于热化学处理的特点,常需加入另一种能量密度较高的有机质,实现能量补充,提升污泥热解效率。醋糟产量丰富、灰分低和热值高,被认为是一种理想的生物质燃料。但目前关于醋糟单独热解及污泥与醋糟共热解的研究尚无报道。
  本文采用热重分析仪和真空固定床反应器研究了污水污泥与醋糟共热解特性、反应动力学和产物产率分布及产物特性,以探究二者在共热解过程中的协同作用。TGA实验表明,醋糟在200~400℃为热解主要阶段,最大热解速率是-14.21%/min;污泥在220~500℃为热解主要阶段,最大热解速率是-5.94%/min。与污泥单独热解行为相比,醋糟的加入使污泥中有机物发生热分解反应的完成温度向着低温移动,热解过程的脱挥发性指数Di为3.75×10-7;与理论计算相比,混合物分解的脱挥发指数比计算低了0.35×10-7,实验测得的混合样品的热失重过程与理论计算得到的样品热失重过程之间并未发生重叠,说明污泥与醋糟共热解过程中存在协同作用,当混合比例为1:1时,协同作用最明显;Coats-Redfern模型法表明,混合比例为1:1时,反应所需的活化达到最低值;采用FWO和KAS无模型机理,与理论计算相比,FWO计算结果表明,混合物分解所需的活化能下降了44.80-33.49%,KAS计算结果下降了35.38-29.49%,说明醋糟的加入降低了共热解反应活化能。
  真空固定床反应表明,气固相反应和焦油的二次裂解导致了不凝性气体的产生,使得气体产率增加,焦油、生物炭产率下降。气相色谱对共热解气体成分分析表明,醋糟的加入使得混合气体组成中H2和CO的显著增加和CO2的减少。红外光谱分析表明,与原料相比,生物炭表面的-CH峰消失,表明有机脂肪烃分解成甲烷、二氧化碳和其他气体或芳香结构,随着醋糟的加入,共混物炭中Car-H也降低,表明共热解促进了芳香烃的裂解;Raman分析表明,共热解促进炭表面稠环芳烃的裂解;比表面积分析表明,共热解促进了挥发分的析出,促进孔结构生成,比表面积增大。GC-MS测定了生物油组成,可以发现,共热解油中脂肪烃和腈类物质明显减少,酚类和酯类物质显著增加,并出现了一定含量的酮类物质。随着热解温度的升高,共混生物炭中碱金属析出率升高,共热解中碱金属元素的析出率可达到79.19-86.73%,碱金属挥发到气体气氛中,对共热解过程起到一定的催化作用。
其他文献
学位
工业革命加速了人类发展进程,工业产业为人类的生活带来便利的同时,也改变着人们的生活方式和思想理念。在工业发展的初期,很多国家都把追求工业的大规模生产和提升工业水平视为本国国力的直接体现。但是随着工业化进程的不断推进,在科学技术进步、产业结构调整等多种原因的催化下,大量成本过高、技术落后的传统工业被搁置下来,那些被搁置下来的工业生产设备、厂房、厂区等成为了工业遗产。这些工业遗产不仅是工业时代发展的见
学位
海藻酸钠是一种来源丰富、价格低廉的天然高分子材料。而且以海藻酸钠为基材的复合水凝胶形成条件温和,在封装、生物制药领域以及日化产品中得到了广泛的应用,尤其是海藻酸盐基水凝胶作为一种适宜的药物载体,具有良好的应用和发展前景。  本课题以海藻酸钠和壳聚糖为基材,探究单宁酸对海藻酸钠和壳聚糖复合凝胶体系的影响。用离子预凝胶滴加的方法制备海藻酸钠/壳聚糖(SA/CTS)复合水凝胶微球和海藻酸钠/壳聚糖/单宁
学位
学位
学位
学位
学位
学位
正渗透(FO)技术由于其低能耗、低污染以及低成本的优势在水处理领域受到广泛关注。本研究通过调控优化FO膜的支撑层和活性层,探索图灵结构复合膜的制备,以实现FO膜高水通量(Jv)和低反向溶质通量(Js)的重要指标。  研究探讨了不同浓度氯化钠为汲取液(DS),活性层朝向原料液(AL-FS)以及活性层朝向汲取液(AL-DS)两种模式下支撑层掺杂不同聚乙烯吡咯烷酮(PVP)浓度、不同支撑层厚度复合膜的性
学位
能源危机促使研究人员寻找新的能源资源和能源储存、转换系统,如:燃料电池和电解水技术等,但目前燃料电池和电解水氧电极反应缓慢,限制了它们的发展。氧还原反应以及氧析出反应都属于氧电极反应。由于它们反应过慢,所以凭借催化剂来提升反应速率。如今,铂(Pt)、铱(Ir)和钌(Ru)基催化剂广泛应用于氧还原反应和氧析出反应的催化,但它们都是贵金属,在稳定性、储量价格等方面很不友好,因此开发成本低廉、资源充足、
学位